Лічильник фотонів видимого світла — це фотодетектор для підрахунку фотонів, заснований на провідності зони домішок у кремнії, легованому арсеном. Вони мають високу квантову ефективність і здатні виявляти окремі фотони у видимому діапазоні електромагнітного спектра . Здатність підрахувати точну кількість виявлених фотонів надзвичайно важлива для квантового розподілу ключів.
Науковий центр Rockwell International раніше анонсував «твердотільний фотопомножувач», широкосмуговий (0,4–28 мкм) детектор.M.D. Petroff, M.G. Stapelbroek and W.A. Kleinhans: «Detection of Individual 0.4–28 μm Wavelength Photons via Impurity‐Impact Ionization in a Solid‐State Photomultiplier» Applied Physics Letters 51(6) pp.406-408 (1987) Наприкінці 1980-х років співпраця, яка спочатку складалася з Роквелла та Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі, розпочала розробку трекерів частинок із сцинтилючими волокнами для використання на Надпровідному СуперколлайдеріM.D. Petroff and M. Atac: «High Energy Particle Tracking Using Scintillating Fibers and Solid State Photomultipliers» IEEE Transactions on Nuclear Science 36(1) pp.163-164. (1989)M. Atac: «Scintillating Fiber Tracking at High Luminosities using Visible Light Photon Counter Readout» pp.149-160 in Imaging Detectors In High Energy, Astroparticle And Medical Physics — Proceedings Of The UCLA International Conference, J. Park (ed.), World Scientific Publishing (1996) на основі спеціального варіанту твердотільного фотопомножувача, який став відомий як Лічильник фотонів видимого світла.B. Abbot et al.: «Studies of Visible Light Photon Counters with Fast Preamplifiers» Conference Record of the 1991 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference, Santa Fe, NM, USA, pp.369-373 (1991)
Принцип роботи подібний до лавинних фотодіодів, але базується на провідності в домішковій зоні. Пристрої виготовлені з кремнію, легованого арсеном, і мають смугу домішок 50 меВ нижче зони провідностіK. McKay «Development of the Visible Light Photon Counter for Applications in Quantum Information Science» Dissertation, Duke University, http://hdl.handle.net/10161/4990 (2011), що призводить до від до M. Ellis et al., "The Design, Construction and Performance of the MICE Scintillating Fibre Trackers, " Nuclear Instruments and Methods A659 pp.136–153 (2011) при зворотному зміщенні лише на кілька вольт (наприклад, 7 В).Навпаки, потребують високої напруги зворотного зміщення та подальшого гасіння вихідного струму. Вузька заборонена зона зменшує дисперсію підсилення, що призводить до рівномірної реакції на кожен фотон, і, отже, висота вихідного імпульсу пропорційна кількості падаючих фотонів. Лічильники фотонів видимого світла повинні працювати при кріогенних температурах (6–10 К).M.D. Petroff and M.G. Stapelbroek: «Photon-Counting Solid-State Photomultiplier» IEEE Transactions on Nuclear Science 36(1) pp.158-162. . (1989) Вони мають квантову ефективність 85 % при 565 нм і в кілька наносекунд.
VLPC широко використовувалися в центральному детекторі стеження D. Adams et al.: «Performance of a Large Scale Scintillating Fiber Tracker Using VLPC Readout» IEEE Transactions on Nuclear Science 42(4) pp.401-406 (1995)D0 Collaboration: «The Upgraded D0 Detector» Nuclear Instruments and Methods A565 pp.463–537 (2006) і для досліджень мюонів для мюонного колайдера (). Вони також були оцінені для квантової інформатики.
Зноски
Примітки